APLIKASI BIOTEKNOLOGI PADA HEWAN

BIOTEKNOLOGI REPRODUKSI HEWAN

Bioteknologi reproduksi terus berkembang untuk meningkatkan konsistensi dan keamanan produk dari ternak yang berharga secara genetik dan menyelamatkan spesies langka. Bioteknologi reproduksi juga memudahkan antisipasi kemungkinan industri yang mengarah pada produk dengan sifat-sifat genetik bernilai ekonomis seperti pertumbuhan jaringan otot, produk rendah lemak, dan ketahanan terhadap penyakit.

Inseminasi Buatan dan Seksing Sperma

Program peningkatan produksi dan kualitas pada ternak berjalan lambat bila proses reproduksi berjalan secara alamiah. Melalui rekayasa bioteknologi reproduksi, proses reproduksi dapat dimaksimalkan antara lain dengan teknologi IB (inseminasi buatan). Tujuan utama dari teknik IB ialah memaksimalkan potensi pejantan berkualitas unggul. Sperma dari satu pejantan berkualitas unggul dapat digunakan untuk beberapa ratus bahkan ribuan betina, meskipun sperma tersebut harus dikirim ke suatu tempat yang jauh.

Jenis kelamin anak pada ternak yang diprogram IB dapat ditentukan dengan memanfaatkan teknologi seksing sperma X dan sperma Y. Dewasa ini ada dua teknik yang umum dipakai untuk seksing sperma yaitu separasi albumin yang menghasilkan 75 sampai 80 persen sperma Y dan filtrasi sephadex yang menghasilkan 70 hingga 75 persen sperma X. Perubahan proporsi sperma X atau Y akan menyebabkan peluang untuk memperoleh anak dengan jenis kelamin yang diharapkan lebih besar.

Seleksi gender pada hewan digunakan untuk beberapa tujuan diantaranya :

1.    memproduksi lebih banyak anak betina dari induk superior untuk meningkatkan produksi susu, daging dan kulit.

2.    menghasilkan lebih banyak anak jantan untuk produksi daging dari betina-betina yang telah diculling.

3.    mencegah intersex pada kelahiran kembar (khususnya ternak sapi).

Transfer Embrio

TE (transfer embrio) merupakan teknologi yang memungkinkan induk betina unggul memproduksi anak dalam jumlah banyak tanpa harus bunting dan melahirkan. TE dapat mengoptimalkan bukan hanya potensi dari jantan saja tetapi potensi betina berkualitas unggul juga dapat dimanfaatkan secara optimal. Pada proses reproduksi alamiah, kemampuan betina untuk bunting hanya sekali dalam 1 tahun (9 bulan bunting ditambah persiapan untuk bunting berikutnya) dan hanya mampu menghasilkan 1 atau 2 anak bila terjadi kembar. Menggunakan teknologi TE, betina unggul tidak perlu bunting tetapi hanya berfungsi menghasilkan embrio yang untuk selanjutnya bisa ditransfer (dititipkan) pada induk titipan (resipien) dengan kualitas genetik rata-rata tetapi mempunyai kemampuan untuk bunting.

Bayi Tabung

Kematian bukan lagi merupakan berakhirnya proses untuk melahirkan keturunan. Melalui teknik bayi tabung, sel telur yang berada di dalam ovarium betina berkualitas unggul sesaat setelah mati dapat diproses in vitro di luar tubuh sampai tahap embrional. Selanjutnya embrio tersebut ditransfer pada resipien sampai dihasilkan anak. Secara alamiah sapi betina berkualitas unggul dapat menghasilkan sekitar tujuh ekor anak selama hidupnya. Jumlah tersebut dapat berkurang atau menjadi nol bila ada gangguan fungsi reproduksi atau kematian karena penyakit. Untuk menyelamatkan keturunan dari betina berkualitas unggul tersebut, embrio dapat diproduksi dengan cara aspirasi sel telur pada hewan tersebut selama masih hidup atau sesaat setelah mati.

Dari ovarium yang diperoleh di rumah potong hewan bisa diperoleh sekitar 20 sampai 30 sel telur untuk setiap ternak betina yang dipotong. Sel telur hasil aspirasi tersebut selanjutnya dimatangkan secara in vitro. Sel telur yang sudah matang diproses lebih lanjut untuk dilakukan proses fertilisasi secara in vitro dengan melakukan inkubasi selama lima jam mempergunakan semen beku dari pejantan berkualitas unggul. Sel telur yang dibuahi dikultur kembali untuk perkembangan lebih lanjut. Pada akhirnya embrio yang diperoleh akan dipanen dan dipndahkan rahim induk betina dan dibiarkan tumbuh sampai lahir.

Kriopreservasi Embrio

Kriopreservasi merupakan komponen bioteknologi yang memiliki peranan yang sangat besar dan menentukan kemajuan teknologi transfer embrio. Hal ini dikaitkan dengan kemampuannya dalam mempertahankan viabilitas embrio beku dalam waktu yang tidak terbatas sehingga sewaktu-waktu dapat ditransfer ketika betina resipien telah tersedia, serta dapat didistribusi ke berbagai tempat secara luas. Dengan kata lain, Kriopreservasi merupakan suatu proses penghentian sementara kegiatan metabolism sel tanpa mematikan sel dimana proses hidup dapat berlanjut setelah kriopreservasi dihentikan. Metode kriopreservasi dapat dilakukan dengan dua cara yakni kriopreservasi secara bertahap dan kriopreservasi secara cepat (vitrifikasi).

Secara umum, mekanisme kriopreservasi merupakan perubahan bentuk fisik timbal balik dari fase cair ke padat dan kembali lagi ke fase cair. Mekanisme fisika kriopreservasi meliputi penurunan temperatur pada tekanan normal disertai dengan dehidrasi sampai tingkat tertentu dan mencapai temperatur jauh di bawah 0oC (-196 oC). Proses ini harus reversibel ke kondisi fisiologis awal. Tujuan kriopreservasi adalah mempertahankan sesempurna mungkin sifat-sifat material biologis terutama viabilitasnya.

Hewan Transgenik

Hewan transgenik merupakan satu alat riset biologi yang potensial dan sangat menarik karena menjadi model yang unik untuk mengungkap fenomena biologi yang spesifik (Pinkert, 1994).

Kemampuan untuk mengintroduksi gen-gen fungsional ke dalam hewan menjadi alat berharga untuk memecah proses dan sistem biologi yang kompleks. Transgenik mengatasi kekurangan praktek pembiakan satwa secara klasik yang membutuhkan waktu lama untuk modifikasi genetik.

Aplikasi hewan transgenik melingkupi berbagai disiplin ilmu dan area riset

diantaranya:

1.    basis genetik penyakit hewan dan manusia, disain dan pengetesan terapinya;

2.    resistensi penyakit pada hewan dan manusia;

3.    terapi gen Hewan transgenik merupakan model untuk pertumbuhan, immunologis, neurologis, reproduksi dan kelainan darah);

4.    obat-obatan dan pengetesan produk;

5.    pengembangan produk baru melalui “molecular farming” Introduksi gen ke dalam hewan atau mikroorganisme dapat merubah sifat dari hewan atau organisme tersebut agar dapat menghasilkan produk tertentu yang diperlukan oleh manusia seperti factor IX dan hemoglobin manusia.

6.    produksi pertanian Pemanfaatan teknologi transgenik memungkinkan diperolehnya ternak dengan karakteristik unggul (Pinkert, 1994; Prather et al, 2003).

Di masa yang akan datang hewan transgenik akan diproduksi dengan penyisipan gen pada lokasi yang spesifik dalam genom. Teknik ini telah terbukti berhasil pada mencit tetapi masih Iintensif diteliti pada hewan-hewan besar.

Tabel. Contoh–contoh Locyt-Locyt Gen dan Aplikasi pada Ternak

Spesies	Gen	Aplikasi
Babi	α -1,3-galactosyl trasferase	Mencegah rejeksi hiperakut dalam xenotransplantasi
Babi, sapi	Fas, Fas-L	Menekan rejeksi yang dimediasi sel pada xenotransplantasi
Sapi	Serum albumin	Produksi serum labumin manusia dalam susu
Sapi	Milk casein	Meningkatkan produksi protein dan formula bayi
Semua	SRY dan penentu sex lainnya	Produksi daging dan susu yang lebih efisien
Semua	Growth/differentitian factor 8	Produksi daging yang lebih efisien

Kloning

Kloning adalah upaya multiplikasi hewan secara asexual yang menghasilkan turunan-turunan dengan komposisi genetik yang identik. Klon sapi dan kuda pertama kali diproduksi pembelahan embrio tahap blastosis umur 8-10 hari (jumlah sel embrio ± 64 sel). Dengan memakai teknik bedah mikro untuk memproduksi turunan-turunan bergenetik identik, para peneliti menemukan bahwa setiap sel embrio dapat tumbuh menjadi satu embrio utuh dengan jumlah sel ± 128 sel. Hal ini memungkinkan penggunaan inti sel embrio untuk memproduksi lusinan klon sapi dari satu embrio yang tumbuh.

Kemajuan teknologi ini berlangsung cepat, tetapi prosedur kerja membutuhkan teknik yang rumit dan efisiensi masih rendah. Untuk saat ini, kloning belum terbukti mampu menghasilkan ternak dalam jumlah besar secara ekonomis. Terobosan penting metode cloning hewan ditandai lahirnya “Dolly”, domba hasil kloning para peneliti Roslin Institute (Skotlandia). Sel-sel diperoleh dari kelenjar ambing domba betina dewasa dan dikultur di laboratorium. Sel hasil kultur tersebut selajutnya digunakan sumber inti berisi material genetik yang menggantikan inti sel telur domba setelah percobaan diulang 273 kali, diperoleh seekor domba hasil kloning (Wilmut et al, 1997).

Produksi ”Dolly”sangat signifikan karena: pertama, merupakan mamalia pertama yang diproduksi menggunakan material genetik yang berasal dari sel hewan dewasa. Kedua, memungkinkan pengembangan metode baru dan lebih efisien untuk memproduksi hewan transgenik yang mengandung gen sintetik manusia di dalamnya (Niswender, 2004).

Menyusul keberhasilan Dolly, kloning berhasil dibuat pada berbagai hewan lain seperti sapi dan kuda. Penelitian tentang kloning ini berlanjut terus dan menjadi perhatian dari banyak peneliti di berbagai negara khususnya Amerika Serikat, Perancis, Inggris, Skotlandia, dan Jepang.

Pengembangan kloning yang sangat menarik adalah pembuatan hewan transgenik. Embrio hasil kloning disisipi gen-gen tertentu (umumnya gen manusia) sehingga ternak kloning yang lahir memiliki sifat genetik baru yang bermanfaat. Hewan kloning transgenik pertama kali dihasilkan adalah ”Moly” dan ”Poly” yang juga diproduksi di Roslin Institute. Para peneliti berharap hewan kloning transgenik akan menghasilkan substansi kimia tertentu dalam jumlah besar (umumnya lewat air susu) untuk keperluan biomedis dan farmasi (Stice et al., 1998).

Para peneliti saat ini telah membuat banyak kemajuan dalam metode kloning, dan diprediksi adanya kemungkinan produksi ratusan hingga ribuan individu yang identik secara genetik menggunakan teknologi ini (Han et al, 2003; Wells et al, 2003). Produksi ternak transgenik hasil kloning secara komersial sudah dirintis di beberapa negara (Faber et al, 2003)

PENUTUP

Kemajuan bioteknologi berkembang pesat di berbagai bidang dengan tujuan meningkatkan nilai manfaat dan produktivitas sumber daya hayati. Saat ini masih terjadi kesenjangan antara negara maju dan negara berkembang dalam hal penguasaan bioteknologi dan kekayaan sumber daya hayati yang menjadi modal pengembangan bioteknologi. Aplikasi bioteknologi perlu diakukan dengan hati-hati mengingat resiko yang dapat ditimbulkannya terhadap keanekaragaman hayati.

DAFTAR PUSTAKA

Faber, D.C., J.A. Molina, C.L. Ohlrichs, D.F. Vander Zwaag, dan L.B. Ferre. 2003. Commercialzation of animal biotechnology. Theriogenology 59: 125-138.

Han, Y.M., Y.K. Kang, D.B. Coo, and K.K. Lee. 2003. Nuclear reprogramming of cloned

embryos produced in vitro. Ther. 59: 33-44.

Niswender, G.D. 2004. Improving Genetics With Reproductive Biotechnology

http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/kc/728088.stm. Tanggal 5 Juni 2004 pukul 11.35.

Pinkert, C.A. 1994. Transgenic Animal Technology. CABI, Oxford, UK.

Prather, R.S., R.J. Hanley, O.B. Center, L. Lai, and L. Greenstein. Transgenic swine for

biomedicine and agriculture. Ther. 59 : 115-122.

Stice, S.L., J.M. Robl, F.A. Ponce de Leon, J. Jerry, P.B. Golneke, J.B. Cibelli, and

J.J. Kane. 1998. Cloning: new breakthrough leading commercial opportunities. Ther. 49 : 129-138.